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    • 专利摘要:
    Eswird vorgeschlagen ein Verfahren zum Steuern eines automatisiertenKraftfahrzeug-Antriebsstranges (10), der einen Motor (12) und ein Getriebe(15) aufweist, mit dem Schritt, wenigstens einen Verschleiß-Paramter(V) des Getriebe (15) währenddessen Laufleistung (L) zumindest einmal zu erfassen, wobei derVerschleiß-Parameter(V) den Verschleiß bzw.die Ermüdungwenigstens eines Bauteiles (16-22; 28, 30; 32, 34) des Getriebes(15) darstellt.Dabei wird ein Belastungsgrenz-Parameter (B),der die maximale Belastung des Getriebes (15) durch den Motor (12) darstellt,in Abhängigkeitvon dem erfassten Verschleiß-Parameter(V) eingestellt.
    公开号:DE102004024840A1
    申请号:DE200410024840
    申请日:2004-05-14
    公开日:2005-12-08
    发明作者:Stephan Dr. Rinderknecht
    申请人:Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH und Cie；
    IPC主号:B60R16-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines automatisiertenKraftfahrzeug-Antriebsstranges, der einen Motor und ein Getriebeaufweist, mit dem Schritt, wenigstens einen Verschleiß-Parameterdes Getriebes währenddessen Laufleistung zumindest einmal zu erfassen, wobei der Verschleiß-Parameterden Verschleiß bzw.die Ermüdungwenigstens eines Bauteiles des Getriebes darstellt.
    [0002] Dievorliegende Erfindung betrifft ferner einen automatisierten Antriebsstrangfür einKraftfahrzeug mit einem Motor und einem Getriebe, mit Mitteln zumErfassen wenigstens eines Verschleiß-Parameters des Getriebes und mit Mittelnzum Steuern des Antriebsstranges.
    [0003] Einderartiges Verfahren bzw. ein derartiger Antriebsstrang sind bekanntaus der WO 01/61653 A1. Diese Druckschrift befasst sich mit einemVerfahren zur Ermittlung der verbleibenden Betriebsdauer eines Produktes.Hierbei werden Werte von bestimmten Betriebsgrößen erfasst. Der Wertebereichder einzelnen Betriebsgrößen wirdin Klassen unterteilt und die Betriebsdauern werden in Abhängigkeitvon der Klasse, in die der erfasste Wert fällt, erfasst. Dabei kann aucheine Zuweisung von Gewichtungsfaktoren erfolgen, um eine gewichtete,kumulierte Betriebsdauer fürein Produkt zu ermitteln.
    [0004] Beidem Produkt, dessen Betriebsdauer bis zum technischen Versagen erfasstwird, kann es sich bspw. um einen Motor, ein Getriebe oder ein Steuergerät einesKraftfahrzeuges handeln.
    [0005] Durchdieses Verfahren zum Bestimmen der verbleibenden Betriebsdauer solleine besonders zuverlässigepräventiveWartung/Reparatur kurz vor Erreichen des Endes der technischen Laufleistungermöglichtwerden.
    [0006] DerBegriff Laufleistung wird vorliegend als Oberbegriff für verschiedeneBegriffe verstanden, die mit der Beanspruchung eines Kraftfahrzeugsin Verbindung gebracht werden können,wie beispielsweise Betriebsdauer, Laufstrecke, Laufzeit etc.
    [0007] BeiKraftfahrzeugen ist ein wesentliches Qualitätskriterium, dass das Kraftfahrzeuginnerhalb einer vorgegebenen mittleren Laufleistung möglichst nichtoder möglichstselten ausfällt.Entscheidendes Kriterium hierfürist die Zuverlässigkeit,also die Wahrscheinlichkeit dafür,dass ein Produkt während einerdefinierten Laufleistung unter gegebenen Funktions- und Umgebungsbedingungennicht ausfällt (vgl. „Fahrzeuggetriebe-Grundlagen, Auswahl,Auslegung und Konstruktion" vonG. Lechner und H. Naunheimer, Springer-Verlag, Seite 395).
    [0008] Für die Zuverlässigkeitist eines der entscheidenden Kriterien die sogenannte Ausfallrate λ(t) als Maß für das Ausfallrisikoeines Teils, wenn es bereits bis zu dem Streckenpunkt (d) bzw. Zeitpunkt(t) überlebthat.
    [0009] DasAusfallverhalten eines Produkts zeigt sich häufig in der Form einer sogenannten „Badewannenkurve". Diese wird gebildetdurch drei Bereiche. Der erste Bereich betrifft Frühausfälle, dieim Wesentlichen durch Montage- oder Fertigungsfehler entstehen.Ein mittlerer Bereich relativ geringer Ausfallrate ist der Bereichder Zufallsausfälle,verursacht bspw. durch Bedienungsfehler, Schmutz oder Ähnliches.
    [0010] Derdritte Bereich, bei dem die Ausfallrate mit steigender Laufleistungstark ansteigt, ist der Bereich der Verschleiß- und Ermüdungsausfälle.
    [0011] DerBereich zwei lässtsich nur relativ wenig beeinflussen. Der Bereich eins lässt sichdurch eine strenge Fertigungs- und Qualitätssicherung positiv beeinflussen.Im vorliegenden Zusammenhang ist jedoch der Bereich drei von besondererBedeutung.
    [0012] Denndurch eine geeignete Laufleistungsberechnung kann bei der Konstruktiondes Getriebes dafürgesorgt werden, dass unter Berücksichtigung allermöglicherUmständeein möglichstschadensfreier Betrieb überdie geforderte mittlere Laufleistungserwartung erzielt wird.
    [0013] DerAkzent liegt hierbei auf der Schadensfreiheit bzw. der maximalenZuverlässigkeit über eine definierteLaufleistung, zum Beispiel null Ausfälle innerhalb der ersten 150.000km.
    [0014] Dabereits bei Ausfall eines Teils des Getriebes (bspw. Bruch einesZahnrades) das Getriebe insgesamt ausfällt, sind die einzelnen Bauteiledes Getriebes jeweils in Abhängigkeitvon der zu erwartenden Belastung so zu konstruieren, dass sie sämtlich diemittlere Laufleistungswartung erfüllen.
    [0015] Vonganz entscheidender Bedeutung ist bei dieser Laufleistungsberechnungdas unterschiedliche Nutzungsverhalten der Verbraucher. So gibtes bekanntlich Fahrzeugführer,die extrem defensiv fahren und hierbei die Leistungsfähigkeitihres Fahrzeuges nahezu niemals voll ausschöpfen. Andererseits gibt esFahrer, die von ihrem Fahrzeug die verfügbare Leistung ständig abfordern.Die leistungsbetonten Fahrer machen jedoch insgesamt nur einen relativ geringenBruchteil der Nutzer insgesamt aus. Nichtsdestotrotz ist ein Getriebein der Regel so konstruiert, dass es auch bei leistungsbetontenFahrern eine hohe Laufleistungserwartung besitzt.
    [0016] ImFolgenden wird aus einer vereinfachten Darstellung davon ausgegangen,dass ein Getriebe eine mittlere Laufleistungserwartung von 100.000Kilometern besitzt, also im Mittel nicht vor Erreichen dieser Fahrleistungmit dem Fahrzeug ausfällt,in das das Getriebe eingebaut ist. Es versteht sich jedoch, dassin der Praxis die mittlere Laufleistungserwartung auch bspw. 150.000oder 200.000 Kilometer betragen kann.
    [0017] Ausdem oben Gesagten ergibt sich, dass bei leistungsbetonten Fahrerndie mittlere Laufleistungserwartung etwa 100.000 Kilometer beträgt. Bei dendefensiven Fahrern wird das Getriebe hingegen eine mittlere Laufleistungserwartunghaben, die deutlich höherist, und bspw. im Bereich von 300.000 oder 400.000 Kilometern liegenkann.
    [0018] Diesführt dazu,dass bei defensiven Fahrern ein Fahrzeug, das insgesamt als Systemeine Laufleistung von bspw. 100.000 Kilometern besitzt und wegenanderer Komponenten ausfällt,verschrottet wird, wobei das Getriebe jedoch noch für eine weitere Laufleistungvon 200.000 oder 100.000 Kilometern „gut" wäre.
    [0019] Dabeiist es so, dass die Konstruktion des Getriebes derart, dass auchleistungsbetonte Fahrer eine angemessene mittlere Laufleistungserwartung haben,dazu führt,dass die einzelnen Getriebeteile stärker bzw. größer dimensioniertwerden. Dies trägt zueinem höherenGewicht des Getriebes bei. Mit anderen Worten führt diese notwendige Getriebekonstruktiondazu, dass ein Großteilder Nutzer (die defensiven Fahrer) über die mittlere Laufleistungdes Fahrzeugs ein unnötighohes Gewicht mit sich „herumschleppen". Dies führt beidiesen Fahrern zu einem erhöhtenKraftstoffverbrauch und somit auch zu höheren Emissionen (bei Verbrennungsmotoren),etc.
    [0020] ZurFunktionsüberwachungeines Kraftfahrzeuggetriebes ist es aus der DE 197 31 842 A1 bekannt,die Position eines positionsveränderlichenGetriebeelementes zu erfassen und anhand eines Beurteilungskriteriumszu überprüfen, obsich das positionsveränderlicheGetriebeelement in einer vorbestimmten Zielposition befindet. Dadurchkann eine Fehlfunktion auf Grund von Toleranzen vermieden und dieLaufleistung verlängertwerden.
    [0021] Ausder eingangs genannten WO 01/61653 A1 ist es bekannt, die verbleibendeBetriebsdauer durch eine Laufleistungsabschätzung zu ermitteln, um präventiv eineWartung/Reparatur vor Erreichen des Endes der technischen Betriebsdauer,d.h. vor einem Ausfall, zu ermöglichen.
    [0022] Generellist es auch bekannt, bestimmte Parameter wie bspw. die Laufzeiteines Fahrzeugs und dessen Belastung zu überwachen, um eine gebrauchs-und zeitabhängigeSchadensfrüherkennungzu ermöglichen( DE 101 61 998 A1 ).
    [0023] Soist es bspw. bekannt, die Wartungsintervalle von Fahrzeugen variabelin Abhängigkeitvon der Belastung einzelner Parameter des Fahrzeugs durchzuführen, anstellevon festgelegten Wartungsintervallen von bspw. zehn oder fünfzehntausendKilometern.
    [0024] Demzufolgeist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zumSteuern eines automatisierten Kraftfahrzeug-Antriebsstranges bzw. einen derartigenAntriebsstrang selbst anzugeben, wobei eine hohe mittlere Laufleistungbei geringem Getriebegewicht erzielbar ist.
    [0025] DieseAufgabe wird bei dem eingangs genannten Steuerverfahren dadurchgelöst,dass ein Belastungsgrenz-Parameter, der die maximale Belastung desGetriebes durch den Motor darstellt, in Abhängigkeit von dem erfasstenVerschleiß-Parametereingestellt wird.
    [0026] Beidem eingangs genannten automatisierten Antriebsstrang wird dieseAufgabe dadurch gelöst,dass die Steuermittel das erfindungsgemäße Verfahren durchführen.
    [0027] DieAufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
    [0028] Denndurch die Maßnahme,einen Belastungsgrenz-Parameter einzustellen, lässt sich die maximale Belastungdes Getriebes in Abhängigkeit vondem erfassten Verschleiß-Parametereinstellen.
    [0029] Mitanderen Worten kann die Belastungsaufnahme des Getriebes in Abhängigkeitvon dem Verschleiß-Parametereingestellt werden. Falls der Verschleiß-Parameter einen hohen Verschleiß bzw. eine hoheErmüdungdes Bauteiles des Getriebes anzeigt, wird die maximale Belastungdes Getriebes verringert, um so das Bauteil des Getriebes künftig zu „schützen" bzw. geringer zubelasten.
    [0030] Diesermöglicht,das Getriebe bzw. wenigstens ein Bauteil hiervon konstruktiv soauszulegen, dass die mittlere Laufleistungserwartung nur bei einerdurchschnittlichen Belastung des Getriebes erreicht wird, um einBeispiel zu nennen. Die Auslegung kann natürlich auch so sein, dass diemittlere Laufleistungserwartung (bspw. die eingangs genannten 100.000Kilometer) dann erreicht wird, wenn das Getriebe überdurchschnittlich,aber nicht maximal belastet wird.
    [0031] Beidieser konstruktiven Auslegung wird der Verschleiß-Parameter bei einemdefensiven Fahrer vermutlich auf einem solchen Wert bleiben, dassdie maximale Belastung des Getriebes nicht beschränkt wird.Bei einem leistungsbetonten Fahrer, der das Getriebe während derLaufleistung weit überdurchschnittlichbelastet, kann der Verschleiß-Parameter hingegeneinen solchen Wert annehmen, dass die maximale Belastung des Getriebes(eingestellt durch den Belastungsgrenz-Parameter) zu einem geeignetenZeitpunkt reduziert wird. Die hat dann zur Folge, dass für diesenFahrer die Leistungsaufnahme des Getriebes beschränkt wird.Dies kann in der Regel durch die Einstellung einer Begrenzung inder Leistungsabgabe des Motors erfolgen und hat auch den weiterenpositiven Effekt, dass auch der Motor ggf. geschont wird. Theoretischist es jedoch auch denkbar, die Leistungsaufnahme durch andere Maßnahmenzu begrenzen, bspw., indem eine zwischen den Motor und das Getriebegeschaltete Trennkupplung geöffnetbzw. teilweise geöffnetwird.
    [0032] Hierdurchlässt sichfolglich erreichen, dass ein bis zu diesem Zeitpunkt stark beanspruchtesGetriebe dann zwangsweise von der Leistungsaufnahme her begrenztwird, um die künftigeBelastung zu reduzieren. Die Wahl des Zeitpunktes und das Maß der Verringerungder maximalen Belastung werden vorzugsweise so gewählt, dassdie mittlere Laufleistungserwartung mit dem Getriebe bei jeder Artvon Fahrer erfülltwird. Im Extremfall kann die mittlere Laufleistungserwartung punktgenauauf eine bestimmte Laufleistung durch das erfindungsgemäße Verfahren „nachjustiert" werden.
    [0033] Vonbesonderem Vorzug ist es, wenn der Verschleiß-Parameter des Getriebes während dessenLaufleistung wiederholt, insbesondere kontinuierlich, erfasst undder Belastungsgrenz-Parameter wiederholt in Abhängigkeit hiervon neu eingestellt wird.
    [0034] Beieiner derartigen wiederholten, insbesondere kontinuierlichen Erfassungund Einstellung der fraglichen Parameter kann, wie bereits obenerwähnt,die Laufleistungserwartung des Getriebes relativ exakt nach derArt eines Regelkreises eingestellt werden, mit dem Ziel, einen eigensicheren,schadensfreien Betrieb des Fahrzeugs auch ohne Durchführung vonInspektionsintervallen zu erreichen.
    [0035] Bspw.kann die mittlere Laufleistungserwartung auf einen bestimmten werteingestellt werden, der einer mittleren Beanspruchung durch einenFahrer entspricht.
    [0036] Soferndas Getriebe bzw. ein Teil hiervon von Anfang an überdurchschnittlichbeansprucht wird, wird ab einem bestimmten Zeitpunkt bzw. gleichvon Beginn an die maximale Belastung des Getriebes, also die Belastungsgrenze,sozusagen „präventiv" verringert. Soferndie Beanspruchung des Getriebes bzw. des Getriebeteils fortgesetzt überdurchschnittlichist, wird die Belastungsgrenze immer mehr heruntergesetzt, so dassauch ein leistungsbetonter Fahrer letztlich keine deutlich höhere Ausfallratebis zur mittleren Laufleistungserwartung hat als ein defensiverFahrer.
    [0037] Beieinem defensiven Fahrer würdedie Belastungsgrenze überdie Laufleistung vermutlich gar nicht reduziert werden.
    [0038] Für den leistungsbetontenFahrer bedeutet dies natürlichentweder in Stufen oder kontinuierlich eine Verringerung der zur Verfügung stehendenLeistung. Dies kann anfangs so gering sein, dass ein Fahrer diesnicht merkt. Im Extremfall kann die Belastungsgrenze jedoch auchso weit reduziert werden, dass dies deutlich spürbar wird bzw. eine entsprechendeSignalisierung an den Fahrer erfolgt.
    [0039] Gemäß einerbesonders bevorzugten Ausführungsformwird der Verschleiß-Parameterin einem Kraftfahrzeug-Steuergerätgespeichert. Dabei ist der Verschleiß-Parameter ein Parameter,der vorzugsweise ständigaktualisiert wird.
    [0040] Gemäß einerweiteren bevorzugten Ausführungsformwird der Belastungsgrenz-Parameter von einem Kraftfahrzeug-Steuergerät automatischeingestellt.
    [0041] Obgleiches theoretisch auch denkbar ist, dass der Belastungsgrenz-Parameterim Rahmen von regelmäßigen Wartungen „von Hand" durch Programmierungin einer Werkstatt oder Ähnlicheseingestellt wird, so ist es doch bevorzugt, wenn der Belastungsgrenz-Parameterwährendder Laufleistung automatisch von dem Kraftfahrzeug-Steuergerät in Abhängigkeitvon dem Verschleiß-Parametereingestellt wird.
    [0042] Gemäß einerweiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebeein Wechselgetriebe mit mehreren Gangstufen, wobei für zumindesteinige der Gangstufen ein separater Verschleiß-Parameter erfasst wird.
    [0043] Durchdiese Maßnahmekann die Gruppe von Verschleiß-Parameternfür dieeinzelnen Gangstufen die Belastung des Getriebes genauer reflektieren.
    [0044] Während beider Erfassung nur eines einzelnen Verschleiß-Parameters bspw. für das gesamte Getriebe nureine summarische oder mittlere Beanspruchung des Getriebes darstellbarist, ist bei der bevorzugten Ausführungsform Folgendes möglich. Bspw.kann erfasst werden, wenn ein Fahrer eine bestimmte Gangstufe besondersstark beansprucht, also bspw. im Stadtverkehr ständig in der zweiten Gangstufefährt.In diesem Fall stellt der Verschleiß-Parameter für die zweiteGangstufe eine höhereBeanspruchung dar als der Verschleiß-Parameter für die dritteGangstufe. Umgekehrt kann es bei den Fahrern, die hauptsächlich aufder Autobahn fahren, sein, dass der Verschleiß-Parameter für die höchste Gangstufebereits eine relativ hohe Beanspruchung reflektiert, während dieVerschleiß-Parameterfür dieunteren Gangstufen nur eine geringe Beanspruchung anzeigen. Durchdiese differenzierte Darstellung des Getriebeverschleißes kanneine optimierte Begrenzung der maximalen Belastung des Getriebeseingestellt werden.
    [0045] Vonbesonderem Vorzug ist es insbesondere, wenn das Getriebe wenigstensein Zahnrad aufweist und wenn fürdas Zahnrad ein separater Verschleiß-Parameter erfasst wird.
    [0046] Beidieser Ausführungsformkann die Belastungsgrenze in Abhängigkeitvon dem Verschleiß-Parametereines einzelnen Zahnrades festgesetzt werden.
    [0047] Dabeiist es besonders bevorzugt, wenn der Verschleiß-Parameter für eine Gangstufebzw. das Zahnrad einen Wert proportional zu der Anzahl der Überrollungenwährendder Laufleistung des Getriebes ist.
    [0048] Hierbeiwird der Verschleiß-Parameternicht davon abhängiggemacht, wie groß dieFahrleistung des Fahrzeugs ist, sondern davon, wie stark das jeweiligeZahnrad tatsächlichbeansprucht worden ist.
    [0049] Vonbesonderem Vorzug ist es, wenn der Verschleiß-Parameter für eine Gangstufebzw. das Zahnrad proportional zu der Anzahl der Überrollungen während derLaufleistung des Getriebes und proportional zu dem jeweils über dieGangstufe bzw. das Zahnrad übertragenenDrehmoment ist.
    [0050] Somitwird fürden Verschleiß-Parameter nichtnur berücksichtigt,wie viele Überrollungender Radsatz bzw. das Zahnrad mitgemacht hat, sondern auch, wie vielDrehmoment es dabei übertragenhat.
    [0051] Imeinfachsten Fall wird ein mittleres über das Zahnrad jeweils übertragenesDrehmoment als konstantes Drehmoment angenommen. Bspw. bei einemZahnrad füreinen bestimmten Radsatz wird als das übertragene Drehmoment ein festerWert angenommen, der fürdiese Gangstufe charakteristisch ist. Da in einem Kraftfahrzeug-Steuergerät jedoch dasjeweils übertrageneDrehmoment in der Regel bekannt ist (bspw. durch Stellung der Drosselklappe oder Ähnliches),kann das übertrageneDrehmoment auch aufintegriert werden. Um ein Beispiel zu nennen,könntewährendeiner Fahrt in einer bestimmten Gangstufe die Anzahl der Überrollungenerfasst werden, die von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt, undes könntegleichzeitig das jeweils übertrageneDrehmoment erfasst werden, das vom Motordrehmoment und von der Motorbeschleunigungabhängt(die Motorbeschleunigung ist dabei die zeitabhängige Änderung der Motordrehzahl).Diese beiden Variablen (das heißt Überrollungenund Drehmoment) könnendann zur Bestimmung des Verschleiß-Parameters multipliziertund auf integriert werden.
    [0052] Beidieser Ausführungsformwird folglich berücksichtigt,wie stark das jeweilige Zahnrad tatsächlich belastet wird.
    [0053] Fernerist es vorteilhaft, wenn das Getriebe wenigstens eine Welle aufweistund wenn fürdie Welle ein separater Verschleiß-Parameter erfasst wird.
    [0054] Hierbeikann ein weiteres wichtiges Bauteil des Getriebes auf den Verschleiß bzw. aufdie über dieLaufleistung des Fahrzeug aufakkumulierte Belastung hin überwachtwerden. Ggf. wird die Belastungsgrenze so verringert, dass die Welleweniger belastet wird.
    [0055] Dabeiist es ferner vorteilhaft, wenn das Getriebe wenigstens ein Drehlager,insbesondere Wälzlager,aufweist und wenn fürdas Drehlager ein separater Verschleiß-Parameter erfasst wird.
    [0056] Beidieser Ausführungsformkann folglich auch der Verschleiß bzw. die Belastung einesDrehlagers erfasst werden.
    [0057] Vorzugsweiseist dabei der Verschleiß-Parameterfür dieWelle und/oder das Drehlager proportional zu der Anzahl der Umdrehungender Welle bzw. des Drehlagers.
    [0058] Insgesamtist es ebenfalls vorteilhaft, wenn das Getriebe ein Wechselgetriebemit mehreren Gangstufen ist und wenn der Be lastungsgrenz-Parameterfür zumindesteinige der Gangstufen getrennt eingestellt wird.
    [0059] Diesist insbesondere vorteilhaft dann, wenn für die Gangstufen auch jeweilsein separater Verschleiß-Parametererfasst wird.
    [0060] Indiesem Fall kann nämlichdie Belastungsgrenze des Getriebes individuell für jede Gangstufe festgesetztwerden. Falls bspw. ein Fahrer eine bestimmte Gangstufe besondersbeansprucht, so kann es sein, dass die Belastungsgrenze vor Erreichender mittleren Laufleistungserwartung herabgesetzt wird, und zwarbezogen nur auf diese spezielle Gangstufe. In allen anderen Gangstufenkönntenach wie vor noch die maximale Belastungsgrenze eingestellt sein.
    [0061] Dabeiist zu berücksichtigen,dass die Zahnräderder Konstantübersetzungwie auch die Zahnrädereines Final-Drive bei einem Front-Quer-Getriebe ständig Leistungzu übertragenhaben, unabhängig vomeingelegten Gang.
    [0062] Insgesamtist es vorteilhaft, wenn der Belastungsgrenz-Parameter ein Wert proportional zu dem maximalen,von dem Motor an das Getriebe übertragenenDrehmoment ist.
    [0063] DasDrehmoment ist fürdie Belastung von Zahnrädernvon besonderer Bedeutung, da bei einem Zahnrad mit steigender BelastungErmüdungserscheinungenauftreten bzw. eine Grübchenbildung oder Ähnlichesstattfinden können.
    [0064] Gemäß einerweiteren bevorzugten Ausführungsformist der Belastungsgrenz-Parameter ein Wert proportional zu der maximalen,von dem Motor an das Getriebe übertragenenDrehzahl.
    [0065] DieDrehzahl ist insbesondere fürWellen und Drehlager ein Parameter, der die jeweilige Belastung charakterisiert.Demzufolge kann dann, wenn der Verschleiß-Parameter für eine Welleoder ein Drehlager einen bestimmten Wert erreicht, die maximale Eingangsdrehzahldes Getriebes so begrenzt werden, dass die fragliche Welle bzw.das fragliche Drehlager künftignicht mehr so stark belastet wird.
    [0066] Fernerist es vorteilhaft, wenn der Belastungsgrenz-Parameter ein Wertproportional zu der maximalen, von dem Motor an das Getriebe übertragenenDrehbeschleunigung ist.
    [0067] Beidieser Ausführungsformgeht somit auch die Drehbeschleunigung, also die erste Ableitungder Drehzahl in die Bestimmung des Belastungsgrenz-Parameters ein.In weiterer Ausführungkann dies natürlichauch fürdie zweite Ableitung der Drehzahl gelten.
    [0068] Diezur Erfassung des Verschleiß-Parametersjeweils erforderlichen Sensoren sind bei automatisierten Getriebenin der Regel ohnehin vorhanden. So ist in der Regel in dem Kraftfahrzeug-Steuergerät zur Steuerungdes Antriebsstranges eine Information darüber vorhanden, welche Gangstufegerade im Eingriff steht. Ferner ist Information über dasjeweils übertrageneDrehmoment vorhanden, bspw. überdie Stellung einer Drosselklappe oder Ähnliches. Auch die Drehzahldes Motors ist in der Regel ein ständig erfasster Messwert.
    [0069] DerVerschleiß-Parameterkann dann im Rahmen einer eigenen Software-Routine im Steuergerät des Antriebsstrangesständigerfasst werden, indem die fraglichen Werte gemessen und geeignet verarbeitetwerden, um die jeweiligen Verschleiß-Parameter für Radsätze, Zahnräder, Wellenund/oder Drehlager zu bestimmen.
    [0070] Somitist zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich etwasRechenleistung in dem Steuergerätsowie Speicherplatz fürden bzw. die Verschleiß-Parametersowie den bzw. die zugehörigenBelastungsgrenz-Parameter notwendig. Eigene separate Hardware istim Regelfall nicht bereitzustellen.
    [0071] Diesgilt allenfalls dann, wenn das erfindungsgemäße Verfahren auch auf Handschaltgetriebe übertragenwerden soll. Bei solchen Getrieben ist in der Regel keine Informationdarübervorhanden, welcher Gang gerade eingelegt ist. Dies könnte dann durchzusätzlichegeeignete Sensorik erfasst werden.
    [0072] Esversteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehendnoch zu erläuternden Merkmalenicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch inanderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohneden Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
    [0073] Ausführungsbeispieleder Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in dernachfolgenden Beschreibung nähererläutert.Es zeigen:
    [0074] 1 eineDarstellung des Verschleiß-Parametersund des Belastungsgrenz-Parameters für ein Getriebe bzw. ein Getriebebauteilin Abhängigkeit vonder Laufleistung zur Darstellung einer ersten Ausführungsformdes erfindungsgemäßen Verfahrens;
    [0075] 2 eineder 1 vergleichbare Darstellung einer weiteren Ausführungsformdes erfindungsgemäßen Verfahrens;
    [0076] 3 eineschematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges; und
    [0077] 4 eineschematische Darstellung der in einem Steuergerät des erfindungsgemäßen Antriebsstrangesgespeicherten Verschleiß-und Belastungsgrenz-Parameter.
    [0078] 1 istein Diagramm eines Verschleiß-ParametersV und eines Belastungsgrenz-Parameters B eines Bauteils eines Getriebes über derLaufleistung L in Kilometern.
    [0079] DieLaufleistung L ist im vorliegenden Zusammenhang gleichbedeutendmit der Nutzungsdauer bzw. der Kilometerleistung des Fahrzeugs,in das das Getriebe eingebaut ist.
    [0080] In 1 isteine mittlere Laufleistungserwartung LE dargestellt. Diese kannbspw. 100.000 Kilometer betragen, um auf das eingangs genannte Beispielzurückzugreifen.Die Laufleistungserwartung LE kann jedoch auch bspw. 200.000 Kilometerbetragen. Sie hängtim Wesentlichen davon ab, fürwelche mittlere Lauf leistungserwartung das Fahrzeug ausgelegt ist,in das das Getriebe eingebaut ist.
    [0081] DerVerschleiß-ParameterV und der Belastungsgrenz-Parameter B können sich auf ein Teil einesGetriebes beziehen, bspw. auf einen Radsatz, auf ein einzelnes Zahnrad,auf eine Welle, oder ein Drehlager des Getriebes. Die Parameterkönnensich jedoch auch auf das Getriebe insgesamt beziehen. Dies kannbspw. durch rechnerische Zusammenfassung der einzelnen Verschleiß-Parameterder relevanten Bauteile des Getriebes erfolgen. Alternativ kannsich der Verschleiß-Parameterdes Getriebes auch einfach an dem verschleißanfälligsten Bauteil des Getriebesausrichten.
    [0082] BeiBN ist der maximale Belastungsgrenz-Parameterdargestellt. Der maximale Belastungsgrenz-Parameter BN istso gewählt,dass das Getriebe maximal belastet werden darf, in Übereinstimmungmit der Spezifikation bzw. dem Datenblatt des Getriebes bei Fahrzeugauslieferung.
    [0083] Beider Belastung des Getriebes kann es sich bspw. um einen Wert proportionalzu dem maximalen Eingangsmoment des Getriebes handeln. Der Belastungsgrenz-Parameterkann gleichzeitig oder alternativ hierzu auch ein Wert proportionalzu der maximalen Eingangsdrehzahl des Getriebes sein. Auch die Drehbeschleunigungkann in den Belastungsgrenz-Parameter eingehen, sofern dies gewünscht ist.
    [0084] In 1 istferner gezeigt, dass der Belastungsgrenz-Parameter in zwei Stufenreduzierbar ist, auf einen Wert B1, derkleiner ist als BN, und auf einen Wert B2, der kleiner ist als B1.
    [0085] Fernerzeigt 1 einen maximalen Verschleiß-Parameter Vmax.Der maximale Verschleiß-ParameterVmax ist ein solcher Wert des Verschleiß-ParametersV, der bei Erreichen der mittleren Laufleistungserwartung LE maximalvorhanden sein sollte.
    [0086] Mitanderen Worten, sollte das Bauteil den maximalen Verschleiß-ParameterVmax vor Erreichen der mittleren LaufleistungserwartungLE haben, ist die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls des Getriebes erhöht. Dieskann dazu führen,dass das Getriebe allein auf Grund von Verschleiß- bzw. Ermüdungserscheinungen vor Erreichender mittleren Laufleistungserwartung ausfällt.
    [0087] DerVerschleiß-ParameterV ist ein Parameter, der bei der vorliegenden Ausführungsformdes erfindungsgemäßen Verfahrenswährendder Laufleistung L kontinuierlich erfasst wird.
    [0088] ImFalle eines Radsatzes als Getriebebauteil, kann sich der Verschleiß-ParameterV bspw. als Wert proportional zu der Anzahl der Überrollungen von einem derZahnräderdes Radsatzes darstellen. Ferner kann der Verschleiß-ParameterV ein Wert proportional zu dem jeweils über das Zahnrad übertragenenDrehmoment sein. In der vorliegenden Ausführungsform ermittelt sich derVerschleiß-Parameter durchAufintegration des überdie Laufleistung übertragenenDrehmomentes. In den Verschleiß-Parameter gehen folglichein die Anzahl der Überrollungen sowiedas hierbei jeweils übertrageneDrehmoment.
    [0089] Soferndas Getriebebauteil eine Welle des Getriebes ist, kann der Verschleiß-Parametersich bspw. anhand der Anzahl der Umdrehungen bemessen. Gleichesgilt dann, wenn das Getriebebau teil ein Drehlager ist. Dabei wirddie Anzahl der Umdrehungen überdie Laufleistung des Getriebes aufintegriert.
    [0090] Beider vorliegende Ausführungsformdes erfindungsgemäßen Verfahrenssind zwei Schwellenwerte V1 und V2 des Verschleiß-Parameters vorgesehen. DerSchwellenwert V2 ist kleiner als der maximaleVerschleiß-ParameterVmax. Der zweite Schwellenwert V1 ist kleiner als der erste SchwellenwertV2.
    [0091] In 1 istder Verschleiß-ParameterV' von einem Bauteileines Getriebes dargestellt, das in ein Fahrzeug eingebaut ist,das von einem sehr defensiven Fahrer gefahren wird. Es ist zu erkennen,dass der Verschleiß-ParameterV' bis zum Erreichender mittleren Laufleistungserwartung LE den Schwellenwert V1 nicht erreicht. Demzufolge verbleibt derzugeordnete Belastungsgrenz-Parameter B' fürdie gesamte Laufleistung L bis zum Erreichen der mittleren LaufleistungserwartungLE auf dem Maximalwert BN. Der defensiveFahrer könntedas Getriebe somit selbst kurz vor LE noch maximal gemäß den ursprünglichenSpezifikationen belasten.
    [0092] 1 zeigtferner ein Verschleiß-Parameter V'', der einem Bauteil eines Getriebeszugeordnet ist, das in ein Fahrzeug eingebaut ist, das von einem Fahrerbetrieben wird, der das Fahrzeug insgesamt mehr belastet (im Vorliegendensoll dies der Einfachheit halber durch die Bezeichnung „leistungsbetontererFahrstil" bezeichnetwerden. Auf Grund des leistungsbetonteren Fahrstils des Fahrersverschleißt dasGetriebebauteil schneller, was sich in einer größeren Steigung der Verschleiß-Parameter-Kurve V'' zeigt.Demzufolge erreicht der Verschleiß-Parameter V'' denSchwellenwert V1 bereits bei einer Laufleis tungd1'', die bspw. etwadie Hälfteder mittleren Laufleistungserwartung LE betragen kann. Auf Grunddes Erreichens des Schwellenwertes V1 wirdder Belastungsgrenz-Parameter B'' bei d1'' auf den Wert B1 verringert.Demzufolge kann ab d1'' dasGetriebe bzw. das Getriebebauteil nicht mehr so stark belastet werden.Dies äußert sichdarin, dass der Verschleiß-ParameterV'' ab d1'' nicht mehr so stark ansteigt. Dies führt dazu,dass der Verschleiß-ParameterV'' den SchwellenwertV2 bei Erreichen der mittleren LaufleistungserwartungLE noch nicht erreicht hat. Demzufolge verbleibt der Belastungsgrenz-ParameterB'' bis LE auf dem WertB1.
    [0093] BeiV''' ist der Verschleiß-Parameter eines stark leistungsbetontenFahrers gezeigt. Demzufolge verläuftder Verschleiß-Parameter V''' vonBeginn an noch steiler. Der Schwellenwert V1 wirdbereits bei d1''' erreicht, einemWert, der im vorliegenden Fall etwa ein Drittel bis ein Viertelder Laufleistungserwartung LE beträgt. Demzufolge wird der zugeordnete Belastungsgrenz-ParameterB''' bei d1''' aufB1 verringert. Das Getriebebauteil wirddemzufolge geringer belastet als zu Anfang, was sich in einer geringeren Steigungder Verschleiß-Parameter-Kurve zeigt.Allerdings erreicht der Verschleiß-Parameter V''' bereits bei d2''', also vor LE, den weiteren SchwellenwertV2. Dies führt dazu, dass bei d2''' der Belastungsgrenz-Parameter B''' vonB1 auf B2 verringertwird. Dies führtdazu, dass die maximal zulässigeBelastung des Getriebebauteils noch weiter verringert wird. Demzufolgenimmt der Verschleiß diesesBauteils ab d2''' nicht mehr so starkzu, was sich in einer noch geringeren Steigung der Verschleiß-Parameter-Kurve V''' zeigt.Durch die nochmalige Absenkung des Belastungsgrenz-Parameters aufB2 wird somit der maximale Ver schleiß-ParameterVMAX bei Erreichen der mittleren LaufleistungserwartungLE trotz maximaler Leistungsanforderung durch den Fahrer über diegesamte Laufleistung nicht erreicht.
    [0094] Durchdas erfindungsgemäße Verfahrenwird folglich eine Regelung der Laufleistungserwartung implementiert.Selbst dann, wenn das Getriebebauteil von Beginn an überdurchschnittlichbelastet wird (wie bei V'''), kann durch Begrenzung der maximalen Belastungdes Getriebebauteils erreicht werden, dass die mittlere LaufleistungserwartungLE dennoch erreicht wird. Der Fahrer kann demzufolge im weiterenVerlauf der Laufleistung das Getriebebauteil nicht mehr gemäß der maximalenursprünglichenSpezifikation belasten. Dies kann sich darin äußern, dass ihm trotz maximalerLeistungsanforderung (bspw. durchgedrücktes Gaspedal) nicht das volleDrehmoment des Motors zur Verfügunggestellt wird. So kann das maximale Eingangsmoment durch den Belastungsgrenz-Parameterverringert werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch die maximaleDrehzahl begrenzt werden.
    [0095] Beider in 1 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrenssind fürden Verschleiß-Parameterzwei Schwellenwerte V1, V2 und entsprechendzwei Stufen von Belastungsgrenz-Parametern B1,B2 vorgesehen. Es versteht sich jedoch, dassstatt dessen auch nur ein Schwellenwert V1 vorgesehensein kann. Alternativ könnenauch mehr als zwei Schwellenwerte des Verschleiß-Parameters vorgesehen sein,bei entsprechender Erhöhungder Anzahl der Stufen der Verringerung des Belastungsgrenz-ParametersB.
    [0096] Fernerist auch eine kontinuierliche Regelung nach folgender Systematikdenkbar. Dabei geht man davon aus, dass ein durch schnittlicher Fahrer (oderim Extremfall sogar ein besonders defensiver Fahrer) bei Erreichender mittleren Laufleistungserwartung LE den maximalen Verschleiß-Parameter VMAX erreicht hat. Dies kann durch entsprechendeDimensionierung bei der Konstruktion des Getriebeteils erfolgen.
    [0097] Beiallen Fahrern, die das Getriebeteil stärker belasten, wird der Verschleiß-Parameteram Anfang stärkeransteigen. Durch Regelung des Belastungsgrenz-Parameters kann dannerreicht werden, dass auch ein potenziell leistungsbetonter Fahrerbei Erreichen der mittleren Laufleistungserwartung LE genau denWert Vmax erreicht. Diese Art von erfindungsgemäßem Verfahrenführt dazu,dass das Getriebe bzw. das Getriebeteil im Hinblick auf die konstruktiveAuslegung bei Erreichen der mittleren Laufleistungserwartung vollkommen „ausgenutzt" wird. Es verstehtsich, dass in dieser Art von Verfahren davon ausgegangen wird, dassbei Erreichen der mittleren Laufleistungserwartung LE das Getriebeteilbzw. das Getriebe insgesamt ausgetauscht wird, da dann die Wahrscheinlichkeiteines Ausfalls weit überproportionalansteigen würde.
    [0098] Inder 1 ist der Verschleiß-Parameter jeweils schematisiertals lineare Funktion dargestellt. In der Praxis versteht sich, dassder Verschleiß-Parameterschrittweise anwachsen wird, und zwar immer dann, wenn ein bestimmtesZahnrad bzw. ein bestimmter Radsatz für eine bestimmte Gangstufegeschaltet ist und demzufolge beansprucht wird. In Phasen hingegen,in denen diese Gangstufe nicht geschaltet ist, erfolgt keine oderim Wesentlichen keine Beanspruchung, so dass der Verschleiß-Parameter im Wesentlichenkonstant bleibt.
    [0099] Esversteht sich aus dem Gesamtzusammenhang heraus jedoch, dass derVerschleiß-Parameterein Wert ist, der mit der Laufleistung des Kraftfahrzeuges ansteigt.
    [0100] Beidem Verschleiß-Parameterfür Radsätze/Zahnräder kannzudem zwischen einem Verschleiß-Parameterfür denZug-Betrieb und einem Verschleiß-Parameterfür denSchub-Betrieb unterschieden werden. Hierbei würde man das jeweils im Zug-Betrieb übertrageneDrehmoment bspw. ermitteln durch die Stellung einer Drosselklappedes Motors des Kraftfahrzeuges oder durch ein vergleichbares Signal.
    [0101] ImSchub-Betrieb, in dem die Zähneder Zahnräderdes Radsatzes genau in der anderen Richtung beansprucht werden,könnteman das Schub-Moment bspw. überandere an sich bekannte Algorithmen erfassen.
    [0102] ImFolgenden wird jedoch der Einfachheit halber davon ausgegangen,dass fürZahnräderlediglich der die Zug-Beanspruchung darstellende Verschleiß-Parameterfür daserfindungsgemäße Verfahrenherangezogen wird.
    [0103] 2 zeigtein der 1 vergleichbares Diagramm undstellt eine kontinuierliche Regelung eines Belastungsgrenz-ParametersBIV anhand eines Verschleiß-ParametersVIV dar, gemäß einer alternativen Ausführungsformdes erfindungsgemäßen Verfahrens.Man erkennt dabei aus der Kurve des Verschleiß-Parameters VIV,dass das Getriebeteil zu Anfang relativ gering belastet wird (bspw.von einem defensiven Fahrer). Zu einem Zeitpunkt dVK wirddas Fahrzeug jedoch verkauft. Das Fahrzeug wird ab diesem Zeitpunktvon einem leistungsbetonteren Fahrer gefahren, so dass die Steigungder Verschleiß-Parameter-Kurveansteigt. Demzufolge wird ab dVK auch derBelastungsgrenz-Parameter BIV allmählich abgesenkt.Die Belastung durch den Fahrer ist jedoch trotzdem so hoch, dassder Belastungsgrenz-Parameter BIV vor Erreichender mittleren Laufleistungserwartung LE einen Minimalwert Bmin erreicht. Der Wert Bmin stellteinen Zustand dar, bei dem die Belastung des Getriebes so weit begrenztist, so dass gerade noch ein angemessener Betrieb des Kraftfahrzeuges möglich ist.Eine weitere Verringerung der Belastungsgrenze würde jedoch dazu führen, dassdas Fahrzeug nicht mehr adäquatbewegt werden könnte.
    [0104] Demzufolgeverbleibt der Belastungsgrenz-Parameter BIV abder Laufleistung dA auf dem Wert Bmin.
    [0105] Umdem Fahrer jedoch deutlich zu machen, dass er das Getriebe bereitsso stark belastet hat, dass eine bestimmte Grenze (Bmin)erreicht ist und dass er demzufolge bei fortgesetzter starker Belastungdamit zu rechnen hat, dass das Getriebe vorzeitig ausfällt, wirdein entsprechendes Alarmsignal A bei dA abgegeben,um dies dem Fahrer deutlich zu signalisieren.
    [0106] Esversteht sich, dass die Auslegung insgesamt so gewählt seinsollte, dass ein solcher Zustand nur bei Fahrern auftritt, die dasGetriebe bzw. das Getriebeteil weit überdurchschnittlich belasten.Bei der überwiegendenMehrzahl aller Fahrer sollte hingegen dieser minimale Belastungsgrenz-Parameter Bmin niemals erreicht werden.
    [0107] Inden Ausführungsformendes erfindungsgemäßen Verfahrensgemäß 1 und 2 wird generelldavon ausgegangen, dass der Ver schleiß-Parameter V sich nur erhöhen kann.Dies entspricht zwar auch soweit der Realität als Verschleiß in derRegel nicht rückgängig gemachtwerden kann.
    [0108] Eskönntejedoch eine Situation auftreten, dass ein Fahrzeug zu Anfang derLaufleistung besonders stark belastet wird, so dass frühzeitigdie erfindungsgemäßen Regelmechanismeneingreifen, um die Belastungsgrenze des Getriebes bzw. des Getriebeteilsabzusenken.
    [0109] Fallsdas Fahrzeug dann bspw. an einen besonders defensiven Fahrer verkauftwird, würdeder Verschleiß-Parameternur noch sehr unterproportional ansteigen. Sofern dies durch einengeeigneten Algorithmus überwachtwird, könntedann das Absenken des Belastungsgrenz-Parameters wieder aufgehobenwerden. Dies würdedazu führen,dass der defensive Fahrer zumindest wieder die Möglichkeit erhält, dasGetriebe maximal zu belasten (bspw. in Notsituationen).
    [0110] 3 zeigteine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges 10.
    [0111] DerAntriebsstrang 10 weist einen Verbrennungsmotor 12,eine Anfahr- und Trennkupplung 14 sowie ein automatisiertesSchaltgetriebe 15 auf.
    [0112] DasSchaltgetriebe 15 ist als Stirnradgetriebe mit einer Mehrzahlvon Radsätzen 16, 18, 20, 22 entsprechendeiner Mehrzahl von Gangstufen ausgestattet. Eine erste Schaltmuffe 24 dientdazu, alternativ den Radsatz 16 oder den Radsatz 18 zuschal ten. Eine zweite Schaltmuffe 26 dient dazu, alternativ denRadsatz 20 oder den Radsatz 22 zu schalten.
    [0113] Dasautomatisierte Schaltgetriebe 15 weist ferner eine Vorgelegewelle 28 undeine Abtriebswelle 30 auf, die über einen Konstantradsatz 31 stetigverbunden sind. Die Vorgelegewelle 28 ist mittels mehrererDrehlager (Wälzlager)gelagert, von denen eines bei 32 gezeigt ist. Die Abtriebswelle 30 istmittels mehrerer Drehlager gelagert, von denen eines bei 34 schematischdargestellt ist.
    [0114] Fernerist in 3 ein Steuergerät 40 dargestellt.Das Steuergerät 40 istsowohl mit dem Verbrennungsmotor 12, der Anfahr- und Trennkupplung 14 sowiedem automatisierten Schaltgetriebe 15 verbunden.
    [0115] DasSteuergerät 40 kannals einheitliches Steuergerätaufgebaut sein. Es kann jedoch auch so implementiert sein, dassdezentrale Steuergerätefür denVerbrennungsmotor 12 einerseits und das automatisierteSchaltgetriebe 15 (und ggf. die Trennkupplung 14)andererseits vorgesehen sind und dass ein übergeordnetes Steuergerät mit diesenbeiden dezentralen Steuergerätenverbunden ist.
    [0116] DasSteuergerät 40 erfasstdie Abtriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors 12 sowie dasvon dem Verbrennungsmotor 12 abgegebene Drehmoment. Fernerstellt es fürdiese beiden Variablen jeweils einen Grenzwert bereit.
    [0117] Auchweitere Variablen des Verbrennungsmotors 12 können ggf.gemessen bzw. gesteuert (begrenzt) werden.
    [0118] DasSteuergerät 40 betätigt fernerdie Schaltmuffen 24, 26 zum Ein- und Auslegenvon Gangstufen des Schaltgetriebes 15. Das Steuergerät 40 „kennt" demzufolge den jeweiligenZustand des Schaltgetriebes 15.
    [0119] Bei 42 istschematisch ein Steuerprozess innerhalb des Steuergerätes 40 dargestellt,der das erfindungsgemäße Verfahrenimplementiert.
    [0120] Dabeiwird fürdie Getriebeteile jeweils separat ein Verschleiß-Parameter erfasst und einzugeordneter Belastungsgrenz-Parametereingestellt. Diese Parameter befinden sich in einem Registerabschnitt 44 desSteuergerätes 40.
    [0121] DerRegisterabschnitt 44 ist in 4 schematischdargestellt. In 4 ist dargestellt, dass der Verschleiß-Parameterder einzelnen Getriebeteile jeweils bereits einen fortgeschrittenenWert besitzt, und zwar in dem Bereich zwischen 79 und 96 %. Der Verschleiß-ParameterV ist dabei als prozentualer Wert des maximalen Verschleiß-ParameterVmax angegeben.
    [0122] Bspw.weist der Verschleiß-Parameterdes ersten Radsatzes 16 einen Wert von 79 % auf. Die weiterenRadsätze 18, 20, 22 weisenjeweils Verschleiß-Parametervon 91 %, 82 % bzw. 85 % auf. Der Verschleiß-Parameter des Konstantradsatzes 31 istdagegen höher(bspw. 89 %).
    [0123] Fernerist zu erkennen, dass das erfindungsgemäße Verfahren gemäß der Ausführungsformder 1 implementiert ist, mit einem ersten SchwellenwertV1 und einem zweiten Schwellenwert V2. Auch die Schwellenwerte V1,V2 sind als prozentuale Werte angegeben.Für dieRadsätze 16 bis 22 beträgt der SchwellenwertV1 jeweils 80 % des maximalen Verschleiß-Parameters.Der Schwellenwert V2 beträgt 90 %des maximalen Verschleiß-Parameters Vmax.
    [0124] Dererste Radsatz 16 weist einen Verschleiß-Parameter von 79 % auf, derdemzufolge unterhalb von V1 liegt. Demzufolgewird der zugeordnete Belastungsgrenz-Parameter B auf 100 % eingestellt.Der Belastungsgrenz-Parameter B ist in 4 jeweilsebenfalls prozentual angegeben, bezogen auf den maximalen Belastungsgrenz-ParameterBN.
    [0125] Derzweite Radsatz 18 ist bei dem Getriebe deutlich stärker belastetworden. Der Verschleiß-Parameterliegt bei 91 % und somit bereits oberhalb von V2.Demzufolge ist der Belastungsgrenz-Parameter auf 85 % abgesenkt.
    [0126] Derdritte Radsatz und der vierte Radsatz liegen jeweils zwischen V1 und V2, so dassdie Belastungsgrenz-Parameter jeweils 95 % betragen.
    [0127] Esversteht sich, dass die Wahl der Schwellenwerte V1,V2 (auf 80 % bzw. 90 %) und die Wahl derAbsenkung des Belastungsgrenz-Parametersauf 95 % bzw. 85 % lediglich beispielhaft zu verstehen sind.
    [0128] Indem Registerabschnitt 44 der 4 ist fernergezeigt, dass auch die Wellen 28, 30 und deren Lager 32, 34 hinsichtlichdes Verschleißes überwacht werden.
    [0129] Hierbeisind Schwellenwerte V1 von 90 % und V2 von 95 % eingestellt. Die Stufen B2, B1 des Belastungsgrenz-ParametersB sind auf 95 % und 90 % eingestellt.
    [0130] In 4 sinddie Verschleiß-Parameterfür dieerste Vorgelegewelle 28 und das erste Lager 32 alsgetrennte Werte dargestellt. In der Regel wird jedoch für beidejeweils nur ein Wert des Verschleiß-Parameters geführt werden,da fürbeide Bauteile die Anzahl der Umdrehungen üblicherweise maßgeblichfür denVerschleiß bzw.die Ermüdung ist.Gleiches gilt natürlichfür dieAbtriebswelle 30 und das zugeordnete Lager 34.
    [0131] DasVerhältnisder einzelnen Getriebebauteile untereinander ist folgendermaßen. Beiden Radsätzen 16 bis 22 kannder Belastungsgrenz-Parameter jeweils individuell eingestellt werden.So kann es bspw. sein, dass der erste Radsatz 16 zu einembestimmten Zeitpunkt der Laufleistung noch zu 100 % belastet werdenkann, der zweite Radsatz 18 jedoch nur noch zu 85 %, wiees in 4 dargestellt ist.
    [0132] Demzufolgekann das Steuergerät 40 dann, wennder erste Radsatz eingeschaltet ist, nach wie vor die maximale Belastungam Eingang des Getriebes 15 zulassen, bei Einschalten deszweiten Radsatzes 18 jedoch die Belastung begrenzen (durch Begrenzendes Drehmomentes und/oder der Eingangsdrehzahl des Getriebes 15).
    [0133] DieWellen 28, 30 bzw. Lager 32, 34 werden jedochbei Übertragenvon Leistung überdas Getriebe 15 generell belastet, jedoch nicht unabhängig von dereingelegten Gangstufe. Denn die Belastung der Wellen und Lager hängt in derRegel auch vom geschal teten Gang ab (es ergeben sich andere eingeleiteteKräfteaus den belasteten Radsätzen).Demzufolge richtet sich die maximale Belastung des Getriebes 15 nachdem Getriebebauteil, das bereits den höchsten Verschleiß aufweist,im Falle der 4 der Konstantradsatz 31.Dort ist der Belastungsgrenz-Parameter auf 90 % eingestellt. Diesbedeutet, dass die Belastung des Getriebes 15 generellnur noch 90 % betragen kann, unabhängig von der eingelegten Gangstufe.
    [0134] Obwohlim Beispiel der 4 der erste Radsatz 16 nochzu 100 % belastbar ist, würdeauch bei geschaltetem ersten Radsatz 16 die maximale Belastungdes Getriebes nur 90 % betragen, und zwar wegen des Belastungsgrenz-Parametersdes Konstantradsatzes 31.
    [0135] Esist demzufolge zu unterscheiden zwischen solchen Bauteilen des Getriebes(Wellen/Lager), die unabhängigvon dem jeweiligen Schaltzustand Leistung übertragen, und solchen Bauteilen (Zahnräder/Radsätze), dienur im geschalteten Zustand Leistung übertragen.
    [0136] DieWellen/Lager sind zwar stets belastet. Wie oben erwähnt, hatjedoch auch die jeweils eingelegte Gangstufe einen bestimmten, wennauch geringeren Einfluss auf die Beanspruchung der Wellen/Lager.
    [0137] Invielen Fällenwird man bei einer vereinfachten Ausführungsform der vorliegendenErfindung jedoch auch auf eine Überwachungdes Verschleißes derWellen und der Lager verzichten können und ausschließlich denVerschleiß derRadsätze überwachen.In diesem Fall wärenatürlichschließlichder jeweils errechnete Belastungsgrenz-Parameter des jeweiligenRadsatzes fürdie maximale Belastung des Getriebes zuständig, da man dann davon ausgehen wird,dass die ständigim Leistungsfluss befindlichen Bauteile immer zu 100 % belastetwerden können.
    [0138] Generellist es auch möglich,anstelle eines Verschleiß-Parameters einesRadsatzes einen Verschleiß-Parametervon einem oder von beiden Zahnräderndes Radsatzes vorzusehen.
    [0139] Fernerist es möglich,das erfindungsgemäße Verfahrenauch auf andere Arten von Antriebssträngen, bspw. Automatikgetriebenmit hydrodynamischem Drehmomentwandler, auf CVTs, auf Toroidgetriebe,auf Doppelkupplungsgetriebe etc. entsprechend anzuwenden.
    [0140] Esversteht sich, dass auch der Verschleiß der Anfahr- und Trennkupplungin entsprechender Weise überwachtwerden kann. Bspw. durch einen Verschleiß-Parameter, der proportionalist zu dem Integral des übertragenenDrehmomentes multipliziert mit dem jeweiligen Schlupf, so dass derVerschleiß rechnerischermittelt wird. Natürlichist es auch möglich,den Verschleiß beieiner Anfahr- und Trennkupplung durch einen separaten Verschleißsensorzu erfassen, also einen Sensor, der die Belagdicke erfasst.
    [0141] Generellist es natürlichauch möglich,eine ähnlicheSteuer- bzw. Regelstrategiefür einenVerbrennungsmotor durchzuführen,wobei der Verschleiß-Parametersich bspw. anhand der Drehzahl und/oder dem übertragenen Drehmoment bestimmenlässt (durchIntegrieren, wie auch bei den vorherigen Ausführungsformen).
    [0142] Schließlich istes auch möglich,die Verschleiß-Parameterder einzelnen Elemente des Antriebsstranges miteinander zu kombinieren.
    [0143] BeiZahnrädernist es zudem möglich,zwischen einer Zug- und einer Schubbelastung zu unterscheiden. Somitkönntefür einZahnrad ein Verschleiß-Parameterfür Zugbelastungenund ein weiterer Verschleiß-Parameterfür Schubbelastungenvorgesehen werden.
    [0144] Beiautomatisierten Getrieben sind die erforderlichen Variablen zurBerechnung des Verschleiß-Parameterin der Regel ohnehin in einem Steuergerät vorhanden. Bei einem manuellenSchaltgetriebe müsstebspw. eine zusätzlicheSensorik vorgesehen werden, die erfasst, welcher Gang jeweils eingelegtist und welches Drehmoment währenddessen übertragenwird (oder mit welcher Drehzahl die Gangstufe jeweils betriebenwird).
    权利要求:
    Claims (16)
    [1] Verfahren zum Steuern eines automatisierten Kraftfahrzeug-Antriebsstranges(10), der einen Motor (12) und ein Getriebe (15)aufweist, mit dem Schritt, wenigstens einen Verschleiß-Parameter(V) des Getriebes (15) während dessen Laufleistung (L)zumindest einmal zu erfassen, wobei der Verschleiß-Parameter(V) den Verschleiß bzw.die Ermüdungwenigstens eines Bauteiles (16-22; 28, 30; 32, 34)des Getriebes (15) darstellt, dadurch gekennzeichnet, dassein Belastungsgrenz-Parameter (B), der die maximale Belastung desGetriebes (15) durch den Motor (12) darstellt,in Abhängigkeitvon dem erfassten Verschleiß-Parameter(V) eingestellt wird.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Verschleiß-Parameter(V) des Getriebes (15) während dessen Laufleistung (L)wiederholt, insbesondere kontinuierlich, erfasst und der Belastungsgrenz-Parameter(B) wiederholt in Abhängigkeithiervon neu eingestellt wird.
    [3] Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass der Verschleiß-Parameter(V) in einem Kraftfahrzeug-Steuergerät (40)gespeichert wird.
    [4] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass der Belastungsgrenz-Parameter (B) von einem Kraftfahrzeug-Steuergerät (40)automatisch eingestellt wird.
    [5] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass das Getriebe (15) ein Wechselgetriebe (15)mit mehreren Gangstufen ist und dass für zumindest einige der Gangstufenein separater Verschleiß-Parameter(V) erfasst wird.
    [6] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass das Getriebe (15) wenigstens ein Zahnrad aufweistund dass fürdas Zahnrad ein separater Verschleiß-Parameter (V) erfasst wird.
    [7] Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,dass der Verschleiß-Parameter(V) füreine Gangstufe bzw. fürdas Zahnrad ein Wert proportional zu der Anzahl der Überrollungenwährend derLaufleistung (L) des Getriebes ist.
    [8] Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,dass der Verschleiß-Parameter(V) füreine Gangstufe bzw. fürdas Zahnrad ein Wert proportional zu der Anzahl der Überrollungenwährend derLaufleistung (L) des Getriebes und proportional zu dem jeweils über denRadsatz bzw. das Zahnrad übertragenenDrehmoment ist.
    [9] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass das Getriebe (15) wenigstens eine Welle (28, 30)aufweist und dass fürdie Welle (28, 30) ein separater Verschleiß-Parameter (V)erfasst wird.
    [10] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass das Getriebe (15) wenigstens ein Drehlager (32, 34),insbesondere Wälzlageraufweist und dass fürdas Drehlager (32, 34) ein separater Verschleiß-Parameter (V) erfasstwird.
    [11] Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,dass der Verschleiß-Parameter(V) fürdie Welle (28, 30) und/oder das Drehlager (32, 34) proportionalzu der Anzahl der Umdrehungen der Welle bzw. des Drehlagers ist.
    [12] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,dass das Getriebe (15) ein Wechselgetriebe (15)mit mehreren Gangstufen ist und dass der Belastungsgrenz-Parameter(B) für zumindesteinige der Gangstufen getrennt eingestellt wird.
    [13] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,dass der Belastungsgrenz-Parameter (B) ein Wert proportional zudem maximalen von dem Motor (12) an das Getriebe (15) übertragenenDrehmoment ist.
    [14] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,dass der Belastungsgrenz-Parameter (B) ein Wert proportional zuder maximalen von dem Motor (12) an das Getriebe (15) übertragenenDrehzahl ist.
    [15] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,dass der Belastungsgrenz-Parameter (B) ein Wert proportional zuder maximalen von dem Motor (12) an das Getriebe (15) übertragenenDrehbeschleunigung ist.
    [16] Automatisierter Antriebsstrang (10) für ein Kraftfahrzeug,mit einem Motor (12), einem Getriebe (15), Mitteln(40) zum Erfassen wenigstens eines Verschleiß-Parameters(V) des Getriebes (15) und mit Mitteln (40) zumSteuern des Antriebsstranges (10), dadurch gekennzeichnet,dass die Steuermittel (40) das Verfahren gemäß einemder Ansprüche1 bis 15 durchführen.
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